上海交通大学：《热力系统设计与实践 Design and Practice of Thermodynamic System》课程教学资源（课件讲稿）第15讲 理想气体混合物及湿空气 Ideal gas mixture and moisture（湿空气热物性）

§12-2湿空气概述 ◆地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气 及极微量的其他气体所组成。水蒸气以外的所有组成 气体称为干空气。因此，大气是干空气与水蒸气组成 的混合气体。 ◆干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染等因 素而产生微小的变化，为便于计算，将干空气标准化 (不考虑微量的其它气体)，看作是不变的整体： 成分 相对分子质量 摩尔成分 02 32.000 0.2095 N, 28.016 0.7809 A 39.944 0.0093 C02 44.01 0.0003 上游充通大学 2019年3月29日 3 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY

2019年3月29日 3 §12–2 湿空气概述 地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气 及极微量的其他气体所组成。水蒸气以外的所有组成 气体称为干空气。因此，大气是干空气与水蒸气组成 的混合气体。 干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染等因 素而产生微小的变化，为便于计算，将干空气标准化 （不考虑微量的其它气体），看作是不变的整体： 成分 相对分子质量 摩尔成分 O2 32.000 0.2095 N2 28.016 0.7809 Ar 39.944 0.0093 CO2 44.01 0.0003

湿空气=干空气(dry air)+ p=pa+py 水蒸气(water vapor) R R 湿空气是理想气体混合物 M 一.未饱和湿空气(unsaturated air)和 饱和湿空气(saturated air) 过热t>t,（p,)空气未饱和 空气中的水蒸气 (t,p)「饱和t=t,（p,) 空气饱和 所以空气饱和与否取决于t,p, 上游通大学 2019年3月29日 4 HANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2019年3月29日 4 湿空气=干空气(dry air) + 水蒸气(water vapor) 湿空气是理想气体混合物 a v p p p   一.未饱和湿空气(unsaturated air)和 饱和湿空气(saturated air) t t p  s v   所以空气饱和与否取决于t，pv g R R M  空气中的水蒸气 t t p  s v   过热 空气未饱和 （t，pv） 饱和 空气饱和

如 t/°C 1 10 20 30 p,/kPa 0.65561.2279 2.33854.2451 20°C 未饱和 p,=1.2279kPa 10°C饱和 1°C?饱和 空气达成饱和的途径 t不变，pv上升，p=P、() (a→b) p,不变，t下降，t) 上游充通大学 (a→d 2019年3月29日 5 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2019年3月29日 5 如 / C 1 10 20 30 / kPa 0.6556 1.2279 2.3385 4.2451 s t p 1.2279kPa v p  20 C 10 C 未饱和 饱和 1 C ？ 饱和 空气达成饱和的途径 t不变，pv上升，pv =ps (t) pv不变，t下降，t=t s (pv ) (ad) (ab)

二.露点一dew point 湿空气中水蒸气压力p所对应的饱和温度， ta=t(pv)。 点计 x=0 上游究通大学 2019年3月29日 6 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2019年3月29日 6 二.露点—dew point 湿空气中水蒸气压力pv所对应的饱和温度， td =t s (pv )

例题1第十二章A422144 氢气和水蒸气混合物中容积成分如下： pH=0.965,ppo=0.035混合物的总压力p-0.15MPa 假定该混合物被等压冷却到20°℃，求露点温度和终态 时气相部分的容积成分。 解： 根据理想气体混合物性质,= X=P p p,=xvp=0.035×0.15MPa=0.00525MPa=5.25kPa 在露点温度时，水蒸气的饱和压力等于5.25kPa,查表 得：t=33.8C 因为20℃<t,所以20℃时是饱和湿空气。 P,.20c-=P,20c=2.34kPa=0.00234MPa 此时P,=p-P20c=0.15MPa-0.00234MPa=0.14766MPa -24-09844 XH,0,汽= P20c=0.0156 p p 上游气通大学 2019年3月29日 7 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

2019年3月29日 7 氢气和水蒸气混合物中容积成分如下： φH2=0.965， φH2O=0.035混合物的总压力p=0.15MPa 假定该混合物被等压冷却到20℃，求露点温度和终态 时气相部分的容积成分。 解：根据理想气体混合物性质 i i p x p  v v p x p      0.035 0.15MPa 0.00525MPa 5.25kPa 在露点温度时，水蒸气的饱和压力等于5.25kPa，查表 得：td=33.8℃ v,20 C ,20 C 2.34kPa 0.00234MPa s p p    此时 H2 ,20 C 0.15MPa 0.00234MPa 0.14766MPa v p p p      2 2 2 H ,20 C H H O, 0.9844 0.0156 v p p x x p p     汽 i i x   例题\第十二章\A422144 因为20℃ < td，所以20℃时是饱和湿空气